體溫表自動計量檢測消毒裝置的研制

趙曉辰張永壽

體溫表自動計量檢測消毒裝置的研制

趙曉辰①②張永壽②

目的：依據溫度計檢定規程的要求，設計制作體溫表自動計量檢測消毒裝置。方法：分析實現溫度計自動檢定的關鍵技術，提出相應的解決方案，利用自動定位控制、圖像處理、模式識別及計算機通訊等技術手段，實現基本的溫度計自動檢定系統。結果：利用機電傳送裝置，輸送帶采用軟性有槽并配以微震動方式使體溫表定位，配合攝像設備采樣。形成一體化流水線檢測，提高了檢測效率。結論：消毒環節作為裝置的輔助部分，由計算機實施嚴格的消毒管理和自動消毒控制。該裝置留有計算機通信接口，以納入未來形成的衛生裝備計算機管理系統。

機電傳輸；圖像采集；消毒；計量質控

2 體溫表自動計量檢測消毒裝置

目前，國內、外對水銀玻璃溫度計的讀數研究多數處于實驗室狀態，僅僅停留在對讀數方法的理論研究，未見有研究成果報道。體溫表自動計量檢測消毒裝置應用有效的、能付諸實施的讀數技術，同時配以先進有效的實施手段，著眼為應用服務，實現在線應用服務、實時計量檢測，將對實現計量檢測與臨床應用的統一具有現實意義[2]。

體溫表自動計量檢測消毒裝置通過使用先進的圖像處理技術以及機電傳送設置，取代人工檢測體溫計的方法，實現體溫計自動計量檢測，該裝置可批量檢測體溫計。裝置中設有輸送帶，溫度計放入軟槽后即可自動完成一系列的檢測，方便省事。利用電荷耦合器件(charge coupled device，CCD)采集圖像，可增強圖像的分辨率，提高采集的靈敏度[2]。通過設計計算機系統，可有效地對被檢測的體溫計進行消毒處理。

3 總體設計

如圖1所示，整個裝置的研制共分為9個部分，分別是：①體溫表讀數的攝??；②攝取信號與圖像數據的預處理；③裝置內體溫表復位功能；④恒溫槽在裝置內的實現；⑤體溫表報廢剔除功能的研發；⑥體溫表消毒系統的研發；⑦技術控制管理軟件的開發；⑧裝置結構外形設計制作；⑨在試驗室對各參數按標準進行模擬測試。

圖1 總體設計圖

4 圖像識別與數據處理技術的研究及控制

4.1 圖像識別與處理

圖像識別與處理通過攝像設備、圖像傳輸(依據適用的數學模型與算法進行)、圖像處理及信號轉換等。裝置動作的控制則通過I/O輸入輸出接口，獲取裝置傳感器的狀態信號[3]；嚴格按照裝置功能要求，發出動作的執行指令，裝置的執行機構實施動作；同時經過攝像系統與相關傳感器檢查實施動作的結果，進入后續工作(如圖2所示)。

圖2 圖像識別與數據處理流程圖

4.2 數據處理技術的研究

在圖像識別中，由于體溫表的讀數有一定的角度，而作為一個應用于臨床的自動化裝置必須在自動功能方面有大的體現。因此，解決在線動態讀取體溫表數值成為了關鍵問題。研究通過CCD傳感及傳送線的反復試驗得出一個科學可行的合理方案。

4.2.1 對水銀玻璃體溫表基于機器視覺讀數進行研究

目前，醫院使用的體溫表基本屬于放棄計量檢定的放任狀態，存在極大安全隱患；而且在臨床預檢與診斷中幾乎完全依賴人工讀數和記錄，誤讀錯寫的問題時有發生。對此，研發出一種基于計算機視覺的體溫表自動讀數系統[3-5]。若要改變用人工進行觀察讀數的方法，其關鍵是要實現溫度計的自動讀數。溫度計垂直插入恒溫槽中，CCD攝像機獲取溫度計圖像后傳入計算機。在該系統中攝像機一次可攝取多支溫度計的圖像。

4.2.2 對水銀玻璃體溫表計量檢測讀取數值方式進行比較研究

用實驗的方法對體溫表進行直讀法試驗，用一高精度的恒溫水槽，將待檢體溫表插入其中，待熱平衡后用計算機圖像識別系統進行處理，再用高精度的溫度計比較檢測的綜合精度，反復多次趨于平穩結果[6-7]。

5 機電傳送與復位實施設計

(1)機電傳送包括溫度表的傳輸線，涉及恒溫水槽。輸送帶采用軟性、并有溝槽，配以微震動的方式使溫度表定位，配合攝像設備采樣。輸送帶中部設有岔道功能或可供人工去除失效溫度表的結構。恒溫水槽針對裝置經常排、放水不便及能耗效率問題，選用3個對應取樣點不同溫度的恒溫水槽，且體積小、相對精度得以保障。

(2)復位器作為裝置的配套件，有馬達和多個溫度表塑料管狀容器及相關連接件構成，裝置檢測的溫度表達到預定數量時發出提示信號，由人工將檢測好的溫度表放置復位器容器中進行復位[8-10]。

6 計算機系統的設計

通過通信接口連接檢測儀器，計算機控制整個檢測流程，檢測數據直接傳輸至計算機檢測系統中，在計算機中分析處理，得到檢測結果[11]。整個系統的檢測流程如圖3所示。

圖3 檢測系統流程圖

7 結論

通過設計體溫表自動計量檢測消毒裝置，可實現下述功能：①通過自動攝像定位系統，實現對溫度計讀數的測量；②設計機電傳輸系統，形成了集體溫表復位、計量和消毒為一體的自動流水線，達到自動化批量檢測消毒的目的；③設計制作消毒系統，可解決溫度計污染率高的問題[12]；④目前對溫度計尚未進行質量檢測，這一研究將填補體溫表計量檢測的空白；⑤將臨床應用與計量檢測形成一體，且裝置具有智能功能和通信接口，有利于建立質量管理控制系統。

該裝置采用的新型圖像識別及處理系統已在多個領域得到了成功應用，通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將圖像獲取后傳送至處理單元，通過數字化處理，根據像素分布、亮度和顏色等信息進行尺寸、形狀及顏色等的判別，進而根據判別的結果控制現場的設備動作[13]。機器視覺伴隨計算機技術、現場總線技術的發展，技術日臻成熟，并廣泛應用于各個行業。機器視覺的引入，代替傳統的人工檢測方法，極大地提高了檢測質量和工作效率。

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Development of thermometer automatic measuring disinfection device

ZHAO Xiaochen, ZHANG Yong-shou

Objective: To develop a thermometer automatic measuring disinfection device base on the thermometer verification regulation requirements. Methods: We put forward appropriate solutions and used automatic positioning control, image processing, pattern recognition and computer communications technology to realize the basic thermometer automatic verification system. Results: The use of mechanical and electrical transmission device was effective. The conveyor belt was soft slot which matches with the vibration mode micro and makes thermometer positioning. It co-operated with camera equipment sampling to form integration test line and improve the detection efficiency. Conclusion: As the auxiliary device, disinfection link part has a computer implemented strict disinfection management. It implements automatic disinfection control. At the same time, the device with computer communication interface. So health equipment computer management system can be formed in the future.

Mechanical and electrical transmission; Image acquisition; Disinfection; Quality measurement

College of Technology and Engineering, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250355, China.

1672-8270(2012)08-0026-03

TH789

A

1 體溫表檢測概述

趙曉辰,女,(1988- ),碩士研究生，就讀于山東中醫藥大學理工學院，主要研究方向為醫療設備質量控制。

2012-03-28

①山東中醫藥大學理工學院 山東 濟南 250355

②濟南軍區總醫院醫學工程科 山東 濟南 250031

China Medical Equipment,2012,9(8):26-28.

水銀玻璃體溫表是醫院最常用的測量儀表之一，按照國家計量檢定規程的要求必須定期檢定。由于體溫計數量較多、檢測復雜，醫院無法對體溫計進行嚴格的計量管理。而現有的人工檢校存在很大弊端，如人工直接讀數費力且估讀誤差大，計算過程易出差錯，整個檢定過程工作量大等。傳統的檢測方法為：將恒溫槽加熱到設定溫度，然后人工對恒溫槽中的溫度計進行讀數、記錄數據，形成報表和鑒定證書。人工檢測效率低，且易受主觀因素的影響，會造成很大誤差[1]。